Verfahrensoptimierung in der Säugerzellkultur am Beispiel der Produktion von monoklonalen Antikörpern mit Hybridomazellen

Thömmes, J.

Book/Report

FZJ-2018-03998

Verfahrensoptimierung in der Säugerzellkultur am Beispiel der Produktion von monoklonalen Antikörpern mit Hybridomazellen

Thömmes, J. (Corresponding author)FZJ*

1992
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag, Berichte des Forschungszentrums Jülich 2688, 155 p. (1992)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/19251

Report No.: Juel-2688

Abstract: Im Jahre 1985 erhielten die Irnmunologen Köhler und Milstein den Nobelpreis fier Medizin. Ihnen war es gelungen, durch die Hybridisierung von Antikörper sezernierenden Plasmazellen und Myelomzellen einen Zugang zu nahezu unbegrenzten Mengen sogenannter monoklonaler Antikörper zu finden. Die von ihnen entwickelte Technik bedeutete die Vereinigung zweier zelltypischer Eigenschaften: Der Antikörperproduktion der Lymphozyten, die selbst nur eine beschränkte Vermehrungsfähigkeit aufweisen, mit der unbegrenzten Lebensdauer von Myelomzellen (Köhler und Milstein 1975). Bis dahin war zwar die Bedeutung der hohen Spezifität von Antikörper-Antigen-Wechselwirkungen bereits erkannt worden, die aufwendige Isolierung eines ausschließlich polyklonalen Antiserums aus tierischem oder menschlichem Serum verhinderte aber ihren Einsatz im großen Maßstab. Die bahnbrechende Entwicklung von Köhler und Milstein bedeutete den Einstieg in eineneue Technologie, die Gewinnung von monoklonalen Antikörpern mit beliebig wählbarer antigener Spezifität durch Kultivierung von Hybridomazellen als kontinuierlichen Zellinien mit unbeschränkter Vermehrungsfähigkeit in Massenkultur. Die hierdurch vorangetriebenen Entwicklungen in der Kultivierungstechnologie kamen auch der Säugerzellkulturtechnologie insgesamt zugute. Es wurde deutlich, daB eine Beschränkung auf das Auffinden von Bedingungen zum Erreichen maximaler Zelldichten nicht ausreicht, um Prozesse vom Labor- zum Produktionsmaßstab zu bringen. Wachstums- und Produktbildungskinetik sowie daraus resultierende Alternativen zu den klassischen Aufzuchtmethoden rückten in den Mittelpunkt des Interesses. Die bisherigen Fortschritte auf dem Gebiet der Zellbiologie sowie der daraus resultierenden Entwicklung von Kultursystemen sind sehr vielversprechend. Vor allem die Imniobilisierung von Säugerzellen in Verbandenvon gewebeähnlicher Dichte zeigte sich als erfolgreich. Im Vergleich zur genauen Beschreibung von Prozessen mit Bakterien oder Pilzen steckt die reaktionstechnische Behandlung dieser Kultursysteme jedoch noch in ihren Anfängen. Hier sind mit zunehmender Annäherung an technische Maßstäbe bei der Produktion von Wertstoffen mit Säugerzellen noch viele bioverfahrenstechniseh ausgerichtete Fragen zu beantworten. Die vorliegende Arbeit soll auf diesem Gebiet einen Beitrag zur Verbesserung der Produktionstechnik von monoklonalen Antikörpern mit Hybridomazellen leisten. Anhand einer Maus-Maus-Hybridomazellinie, die einen monoklonalen Antikörper der Subklasse IgG$_{2A}$ sezerniert, als biologisches Modell sollen bioverfahrenstechnische Ansätze zur ProzeBoptirnierung verfolgt werden. Dies beinhaltet zum einen eine konsequente fermentationskinetische Charakterisierung der verwendeten Zellinie anhand der Parameter von Wachstum und Produktivität, zum anderen den Einsatz von neuen Methoden zur Kultivierung, um den Erkenntnissen der kinetischen Messungen Rechnung zu tragen. Insbesondere soll versucht werden, die Kinetik beeinflussende Inhibitoren gezielt aus der Kulturflüssigkeit zu entfernen. In der Literatur finden vor allem Ammoniumionen als starke Inhibitoren Erwähnung. Daher wird am Beispiel der Entfernung von Ammonium aus Kulturflüssigkeiten eine integrierte Entgiftung angestrebt. Desweiteren soll die Immobilisierung der Hybridomazellen in offenporigen Mikroträgern vorgenommen werden, um eine für die Zellen möglichst vorteilhafte Mikroumgebung bei gewebeähnlicher ZeIldichte zu schaffen. Der Einsatz von in offenporigen Trägermaterialien kultivierten Hybridomazellen in einem Wirbelschichtprozeß ist hierbei einer Untersuchung unter reaktionstechnischen Gesichtspunkten zu unterziehen. Die ermittelten Ergebnisse sollen als Grundlage für eine Prozeßsimulation dienen, um Prozeßoptima in Abhängigkeit von den wichtigsten Einflußgrößen voraussagen zu können.

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